• 如果sin22q13>0.01，下一代长基线实验可以测定CP相 角。
• 如角果。sin22q13<0.01，下一代长基线实验不能测得CP相
4）对中微子物理的未来提供了发展方向 是否要建中微子工厂或超级束流？
大亚湾与Double Chooz 的比较
大亚湾中微子实验
• 目前热功率共 12GW, 2011年将增加到18GW。 • 周围有山，便于建设地下实验室以屏蔽宇宙线本底是关键，
因为中微子产生的讯号十分微弱。
• 测量sin22q13至0.01的精度，具有极为重要的意义
• 大亚湾实验可以达到这个要求，是目前国际设计精度最高的 实验
实验方法: 比较观测与预期的中微子能谱
过去实验的精度: 3-6%
• 裂变元素及n 能谱： ~ 2% • 反应堆功率：~1% • 中微子能谱：~0.3%
建设内容
• 隧道系统（在此不讲） • 中心探测器系统 • 反符合系统 • 读出电子学，触发与数据获取系统 • 软件与物理分析系统 • 机械系统
中心探测器系统
• 圆柱型三层结构中心探测器:
I. 靶: 掺轧液闪（r=1.6m,h=3.2m)
II. 集能层: 普通液闪(r=45cm,h=4.1m) III. 屏蔽层: 矿物油(r=45cm,h=5m)
0% slope
Baseline: 500m Overburden: 98m Muon rate: 0.9Hz/m2
Baseline: ~1000m Overburden: 208m
0% slope
0% slope
8% slope
Baseline: 360m Overburden: 97m Muon rate: 1.2Hz/m2
-
-
11.3
0.459
8.3
0.528
23.7
0.542
High light yield, very transparent High flash point 147oC, environmentally friendly Low cost
0.2%Gd-TMHA+Flour+LAB
19.1
0.478
设计：
机械强度与结构 光学性能 使用要求 与液闪的化学反应 长期稳定性
16个有机玻璃罐
制造
成型方法 精度(<2mm) 强度/壁厚(<1cm) 残余应力 与液闪的化学反应 粘接工艺 清洁
A 2m cylinder
Joint almost invisible
八个不锈钢罐：5m×5m
• 机械强度，几何尺寸，。。。
研究单位： 高能所，BNL，JINR
absl at 430 nm
0.013
1.2% Gd in PC
0.012
0.2% Gd in PC
May 08, 2006
0.011
0.2% Gd in 20%PC 80% Dodecane
0.010
液体闪烁体
• 数量：160吨掺钆液闪，180普通液闪，400吨矿物油 • 要求:
– 高的发光效率 (>50% antracene) – 长的衰减长度(>10m) – 长期稳定性(>5year) – 与有机玻璃不发生化学反应
• 过去的问题： 不稳定
– Palo Verde : 55% antracene, 11m, 0.03%/day
实验安排
两个近点：DYB/LA 一个中点：MID 一个远点
隧道总长度：~3000 m
实验方法80 or 28 ms(0.1% Gd)
n + p d + g (2.2 MeV) n + Gd Gd* + g (8 MeV)
Neutrino Event: coincidence in time, space and energy
大亚湾反应堆中微子实验 及其进展
张家文 中国科学院高能物理研究所
报告内容
• 科学意义与目标 • 研究内容与方案 • 目前状况与预研进展 • 项目队伍、组织与管理 • 进度计划
测量q13的物理意义
1）是自然界的基本参数 2）对理解轻子与夸克之间的关系，研究比目前
的粒子物理标准模型更基本的大统一理论具有 重要意义 3）对解释宇宙中物质-反物质不对称极为重要
• 本底：~1-3%
• 液闪中靶质量：~1-2% • 中微子探测效率：~2-3%
用远点与近点间的相对测量来消除与反应堆有关的误差 将充分屏蔽的探测器置于地下深处来消除本底误差 用特殊设计的探测器及其在远近点间的相对测量来消除与探测器有关的误差
1600m to LA, 1900m to DYB Overburden: 350m Muon rate: 0.04Hz/m2
Gd-loaded scintillator developed at IHEP
Sample
Atten. Len. (m)
Light yield
2: 8 mesitylene: dodecane(LS)
15.0
-
LAB
CH2 CnH2n-1
LAB PPO+ bis-MSB(Flour) in LS 0.2% Gd-EHA + Flour + LS Flour + LAB
– Chooz: ~55% antracene, ~10m, 0.4%/day
• 高能所目前已取得的成绩:
– 自制了测量液闪发光效率及衰减长度的设备 – 研究了清洁液闪的化学方法，特别是去除钍元素的办法 – 寻找与测试了国产原材料，均能满足要求 – 研制了多种满足前述要求的掺钆液闪
液闪及其原料的测量结果
• 每个模块20吨靶质量, 总共80吨
• 四周加光电倍增管读出中微子信号
• 上下加光学反射层，节省1/2光电倍增管
• 每个模块用 ~ 224个 8”PMT
• 分辨率：sE /E = 5%@8MeV, ss ~ 14 cm
III
I II
s 14%
E E(MeV)
Position resolution ~14cm
Neutrino energy:
En Te Tn (M n M p ) me
10-40 keV
1.8 MeV: Threshold
探测器设计：多模块与多重反符合
Other options are under investigation
Redundancy is a key for the success of this experiment